XPE foam insulation

一句话结论:XPE 泡棉隔热不靠添加剂,靠闭孔里被关住不动的气体 —— 固体和气体都导热,但静止气体的导热能力远低于泡孔壁的聚合物。导热系数因此不是一个固定值,它随发泡倍数变化:3 倍时 ≤0.095 W/(m·K),40 倍时 ≤0.040 W/(m·K)(GB/T 10297)。

热穿过一片泡棉,走三条路

热从一面到另一面有三条路:沿固体骨架传导、靠气体流动对流传、以及以辐射的形式穿过。泡棉能隔热,是因为它把后两条基本掐断了。

泡棉的体积里大部分是气体。气体本身的导热能力就弱,但只要它能流动,就会把热从热面搬到冷面 —— 所以关键不是「有没有气」,而是「气能不能动」。闭孔结构把气体一格一格封死在泡孔里,流动被切断,对流传热随之消失。

剩下那条固体传导,则因为固体只占体积的一小部分而走得很慢。这就是同一片材料既轻又隔热的原因:真正在传热的那部分材料,体积占比很小。

导热系数按倍率分档

发泡倍数越高,同样体积里的聚合物越少、气体越多,导热系数就越低。所以它是一个分档值,不是材料的一个常数 —— 图纸或报价上写「XPE 导热系数 0.04」,如果不连倍数一起写,这个数就无从核对。

XPE 泡棉导热系数与表观密度对照(按不同发泡倍数)
发泡倍数表观密度(kg/m³)导热系数(W/(m·K))
3 倍300±40≤0.095
5 倍200±30≤0.095
8 倍125±15≤0.084
10 倍100±10≤0.073
15 倍66.7±8≤0.065
20 倍50±6≤0.055
25 倍40±4≤0.049
30 倍33.3±3≤0.045
35 倍28.6±2≤0.040
40 倍26.8±3≤0.040

导热系数按 GB/T 10297 实测,表观密度按 GB/T 6343 实测。读数要连在一起看:倍数上去了,导热系数下来了,但密度和硬度也一起下来了。又轻又硬做不到,这是取舍不是缺陷。

3~40 倍之间的中间档位都可以供。如果图纸给的是某一块料的厚度与热阻要求,把工况发过来,我们按倍数反推厚度。

闭孔顺带解决的另外两件事

闭孔除了掐断对流传热,还带来两条别的好处,它们不直接等于隔热性能,但决定了隔热性能能维持多久:

  • 压过之后回得来。气体被封在各自的泡孔里,不会从这一格窜到那一格。反复压缩之后泡棉回到原来的厚度,而不是被压扁。压缩永久变形按 GB/T 6669 实测(23±2℃、22h):3 倍 ≤2%,40 倍 ≤11%。
  • 水进不去。闭孔不成毛细通路。吸水率按 GB/T 1034 method 4 实测:10 倍以内 ≤0.2%,15~20 倍 ≤0.3%,25~40 倍 ≤0.4%。

这两条正是纤维类保温材料的短板:玻璃棉、岩棉一旦受潮,隔热能力会明显下降,所以必须另做隔汽层。闭孔泡棉不需要这一层额外保护。

一片泡棉同时做隔热层和阻汽层

因为闭孔,同一片材料两件事一起做:挡住热的流动,也挡住水汽的迁移。屋面和地暖构造里因此常常不必再单独铺一层隔汽膜,构造层数少了,接缝也少了。

但有一句要说清:耐水不是防水层。吸水率低是说泡棉自己不会吸水变重、不会因为受潮而失去隔热能力,不等于可以替代屋面防水卷材。防水层与保温层是两道,各管各的;把保温层当防水层用,是构造上的错。

用在哪些部位

  • 墙体与屋面。内保温、外保温与屋面构造,薄层可复合铝箔增加一层热反射。见墙体保温泡棉与屋顶隔热泡棉。
  • 地暖。垫在盘管下方,把热往上引而不是往下传给楼板。见地暖隔热泡棉。
  • 风管与管道。闭孔抵抗结露,铝箔面再加一道阻汽。见中央空调风管保温泡棉与管道保温泡棉怎么选。
  • 设备与电器内部。机壳里的间隙通常只有几毫米,薄 IXPE 层正好填进去,且不占额外空间。
  • 包装与冷链。缓冲的同时减缓运输途中的温度变化,一件材料两个作用。

边界:温度到哪里为止

聚乙烯泡棉是塑料,能用到多高由温度定:耐高温牌号可经受 110℃ 工作环境,收缩率 ≤8%;IXPP 泡棉把范围推到 140℃。再往上,聚乙烯就不合适了,该换矿物棉或耐火纤维。

这一点我们直说,不绕过去推销。聚乙烯泡棉的强项是柔、薄、能裁能复合,不是耐高温;把材料用在它做不到的工况上,最后是客户返工。

博丰泡棉供应什么

博丰泡棉是交联聚烯烃泡棉的生产厂家,在广东珠海拥有 10,000 m² 厂房、5 条生产线,年产能 5,000 吨。我们供 XPE(化学交联)与 IXPE(辐照交联),发泡倍数 3~40 倍,单层最薄 IXPE 0.1 mm、XPE 3 mm,幅宽 500~2000 mm,多层热合可到 200 mm,可复合铝箔与阻汽膜。三种牌号各自的取值另见交联聚乙烯泡棉材料总览。

常见问题

XPE 泡棉的导热系数是多少?

分档给:3 倍 ≤0.095 W/(m·K),10 倍 ≤0.073,20 倍 ≤0.055,40 倍 ≤0.040(GB/T 10297)。所以「XPE 的导热系数是多少」这句话必须连倍数一起说,否则没有意义 —— 同一个牌号的不同倍数之间差了不止一倍。

为什么倍数越高越隔热?

因为热的固体传导路径变细了。倍数上去,同样体积里的聚合物减少、泡孔壁更薄、气体占比更大,而静止气体的导热能力远低于聚合物。代价是密度与压缩强度一起下降,所以选倍数是在「隔热」和「承重」之间找平衡点,不是越高越好。

泡棉受潮之后还隔热吗?

隔热能力不会明显下降。闭孔把水挡在泡孔之外,吸水率按 GB/T 1034 method 4 实测 10 倍以内 ≤0.2%、25~40 倍 ≤0.4%,材料不会吸饱水变重。这正是它和纤维类保温材料的区别:玻璃棉、岩棉受潮后隔热能力显著下降,所以必须另做隔汽层。

XPE 泡棉能用在多高的温度?

耐高温牌号可经受 110℃ 工作环境,收缩率 ≤8%;IXPP 泡棉可到 140℃。超过这个范围聚乙烯就不适用了,应当改选矿物棉或耐火纤维。普通建筑与设备工况通常落在 110℃ 以内,XPE 与 IXPE 的常规牌号足够。

延伸阅读

另见:高密度 XPE 泡棉 · XPE 泡棉是什么材质 · 墙体保温泡棉 · 屋顶隔热泡棉 · 地板与建筑泡棉 · 联系我们

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